1. Понятие базы данных (бд) и системы управления базами данных (субд) Их основные характеристики

Под данными понимается информация, находящаяся в памяти ЭВМ или машинных носителях (дискете, магнитной ленте и др.).

Под обработкой данных понимается совокупность задач, осуществляющих преобразование массивов данных. Обработка данных включает в себя ввод данных в ЭВМ, отбор данных по каким-либо критериям и параметрам, преобразование структуры данных, перемещение данных, вывод данных в табличном или ином удобном для пользователя виде.

Под управлением данных понимается весь круг операций с данными, которые необходимы для получения требуемого результата.

Под базой данных понимается совокупность взаимосвязанных данных некоторой предметной области, хранимых в памяти ЭВМ и организованных таким образом, чтобы эти данные могли быть использованы для решения многих задач многими пользователями. Базы данных хранятся на магнитных дисках и по мере необходимости считываются в оперативную память ЭВМ, в которой происходит непосредственно их обработка.

При разработке БД учитывают следующие требования:

• Многократное использование данных

• Быстрый поиск и получение информации по запросам пользователей

• Простату обновления данных

• Уменьшение изменений избыточности данных

• Полноту и непротиворечивость данных

• Отсутствие дублирования данных

• Защиту данных от несанкционированного доступа, от искажения и уничтожения.

Любой доступ к данным базы осуществляется через СУБД.

Система управления БД является программным обеспечением, осуществляющим функции управления данными БД. Применение СУБД позволяет значительно уменьшить трудозатраты по реализации требований к БД и обеспечить более полное их выполнение.

СУБД – это комплекс программных и языковых средств для создания, ведения и совместного использования БД многими пользователями.

Не решая непосредственно никакой прикладной задачи СУБД является инструментом для разработки прикладных программ и поддержания БД, с помощью которого можно создавать базы данных, наполнять их и работать с ними. В мире существует немало различных систем управления базами данных.

Виды баз данных

Виды баз данных определяются МОДЕЛЬЮ ДАННЫХ

1. Иерархическая модель.

Часто объекты находятся в отношениях, которые принято называть иерархическими: например, отношение часть - целая (например, автомобиль состоит из кузова, двигателя, колес и т.д.); родовидовое отношение (например, автомобили бывают грузовые, легковые и др.); отношения подчиненности (например, ректор — декан и многие другие). Объекты, связанные иерархическими отношениями, образуют дерево «ориентированный граф», у которого имеется только одна вершина, не подчиненная никакой другой вершине (эту вершину принято называть корнем дерева); любая другая вершина графа подчинена лишь только одной другой вершине.

2. Сетевая модель

В сетевой модели данных понятия главного и подчиненных объектов несколько расширены. Любой объект может быть и главным и подчиненным (в сетевой модели главный объект обозначается термином «владелец набора», а подчиненный — термином «член набора»). Один и тот же объект может одновременно выступать и в роли владельца, и в роли члена набора. Это означает, что каждый объект может участвовать в любом числе взаимосвязей

3. Реляционная модель

В реляционной базе данных каждая таблица должна иметь первичный ключ (ключевой элемент) — поле или комбинацию полей, которые единственным образом идентифицируют каждую строку в таблице. Основу реляционной модели данных составляют таблицы, которые содержат данные об однотипных объектах. В этом предложении очень важно слово «однотипных». Таблица реляционной базы данных состоит из множества строк и столбцов. Каждая строка таблицы содержит данные об одном объекте и называется записью (record). Все записи имеют одинаковую структуру — они состоят из полей (field), в которых хранятся атрибуты (свойства) объекта.

Почти все современные СУБД основаны на реляционной модели данных. Название "реляционная" связано с тем, что каждая запись в такой базе данных содержит информацию, относящуюся (related) только к одному объекту. Кроме того, с данными о двух объектах можно работать как с единым целым , основанным на значениях связанных между собой данных. Все данные в реляционной БД представлены в виде таблиц. Каждая строка таблицы содержит информацию только об одном объекте и называется записью. Столбец таблицы содержит однотипную для всех записей информацию и называется полем.

Для успешного функционирования базы данных важна правильная организация данных в ней. При определении структуры данных в базе выделяют следующие основные понятия.

Класс объектов - совокупность объектов, обладающих одинаковым набором свойств. Например, в базе данных о ВУЗе классами объектов являются студенты, преподаватели, предметы. Для каждого отдельного объекта из данного класса объектов в таблице создается отдельная запись.

Свойство (атрибут) - определенная часть информации о некотором объекте. Хранится в виде столбца ( поля ) таблицы. Например, фамилия, имя, отчество - это свойства для объекта Студент.

Связь (отношение) - способ , которым связана информация о разных объектах.

Типы связей между объектами

Основным структурным компонентом базы данных , как правило, является таблица. При определении состава таблиц следует руководствоваться правилом: в каждой таблице должны храниться данные только об одном классе объектов. Например, в одной таблице нельзя хранить анкетные данные студента и фамилии преподавателей, которым он сдавал экзамены, т.к. это свойства разных классов объектов.

Если в базе данных должна содержаться информация о разных классах объектов, то она должна быть разбита на отдельные таблицы. Связь между таблицами осуществляется с помощью общих полей.

Связи между любыми двумя таблицами относятся к одному из трех типов: один-к-одному (1:1) , один-ко-многим (1:М) и много-ко-многим (М:М).

Связь типа “один-к-одному” (1:1)

При этом типе связи каждой записи в одной таблице соответствует не более одной записи в другой таблице. Этот вид связи встречается довольно редко. В основном в тех случаях, когда часть информации об объекте либо редко используется, либо является конфиденциальной (такая информация хранится в отдельной таблице, которая защищена от несанкционированого доступа).

Связь типа “один-ко-многим” (1:М)

При таком типе связи каждой записи в одной таблице соответствует несколько записей в связанной таблице. Этот наиболее распространенный тип связей. Для его реализации используются две таблицы. Одна из них представляет сторону "один" (главная таблица), другая - сторону "много" (подчиненная таблица). Например, нужно иметь информацию о студентах и результатах сдачи ими экзаменов (дата сдачи, предмет, оценка и т.д.). Если все это хранить в одной таблице, то ее объем неоправданно возрастет, т.к. в ней для каждой записи об очередном экзамене должны повторяться все анкетные сведения о студенте. Поскольку Студент и Экзамены - это разные классы объектов, то и свойства их должны храниться в разных таблицах.

Решением этой задачи является создание двух таблиц. Условно назовем их Студенты и Экзамены. В каждой из них хранятся соответствующие свойства. Для связи этих таблиц нужно использовать только часть информации о студенте, сдающем экзамен. Но она должна однозначно определять каждого студента среди всех. Такой информацией может явиться, например, номер зачетки (он уникален для каждого студента).

В таблице со стороны "один" ( в нашем примере Студенты) такие поля называются ключевыми. Основное требование к значениям в ключевых полях - это их уникальность для каждой записи (т.е. они не должны повторяться).

Связь типа “много-ко-многим” (М:М)

При таком типе связи множеству записей в одной таблице соответствует множество записей в связанной таблице. Большинство современных СУБД непосредственно не поддерживают такой тип связи. Для его реализации такая связь разбивается на две связи типа один-ко-многим . Соответственно, для хранения информации потребуется уже три таблицы: две со стороны "много" и одна со стороны "один". Связь между этими тремя таблицами также осуществляется по общим полям.

Классическим представителем реляционной СУБД является Access.

СУБД ACCESS

С помощью Access обычные пользователи получили удобное средство для создания и эксплуатации достаточно мощных баз данных без необходимости что-либо программировать. В то же время работа с Access не исключает возможности программирования. При желании систему можно развивать и настраивать собственными силами. Для этого надо владеть основами программирования на языке Visual Basic.

Еще одним дополнительным достоинством Access является интегрированность этой программы с Excel , Word и другими программами пакета Office . Данные, созданные в разных приложениях, входящих в этот пакет, легко импортируются и экспортируются из одного приложения в другое.

Разработка Базы данных

Разработка БД разбивается на следующие основные этапы:

• Определение цели создания БД;

• Определение нужных полей;

• Определение таблиц, которые должна содержать БД;

• Определение таблиц, к которым относятся поля;

• Определение полей с уникальными значениями в каждой записи;

• Определение связи между таблицами;

• Усовершенствование структуры БД;

• Ввод данных и создание других объектов БД

• Использование средств анализа MS Access.

Создание Базы данных

В MS Access поддерживается два способа создания БД. Можно воспользоваться мастером БД для создания всех необходимых таблиц, форм и отчетов для БД данного типа – это простейший способ начального создания БД, или создать пустую БД, а затем добавить в нее таблицы, формы, отчеты и др. объекты – это наиболее гибкий способ, но он требует определение каждого элемента БД.

Создание БД без помощи мастера

Для создание БД без помощи мастера надо:

• Создать / Создание файла в группе Создание выбрать ссылку Новая БД;

• В диалоговом окне Файл новой БД ввести имя БД и указать ее расположение;

• Нажать кнопку Создать;

• После открытия окна БД создать требуемые объекты БД в ручном режиме.

ОБЪЕКТЫ ACCESS

Исходное окно Access отличается простотой и лаконичностью. Шесть вкладок этого окна представляют шесть видов объектов, с которыми работает программа.

Таблицы - основные объекты базы данных. В них хранятся данные. Реляционная база данных может иметь много взаимосвязанных таблиц.

Запросы - это специальные структуры, предназначенные для обработки данных базы. С помощью запросов данные упорядочивают, фильтруют, отбирают, изменяют, объединяют, то есть обрабатывают.

Запросы бывают:

• запросы с параметром проясняют вопрос об интересующих пользователя данных;

• запросы на выборку позволяют:

1. выбирать необходимые поля,

2. задавать условия для выбора записей,

3. сортировать записи

• итоговые запросы и запросы с вычислениями – выполнять вычисления для создания новых полей

• перекрестные запросы – выбирать данные из нескольких таблиц, для создания сводных таблиц

• запросы на обновление обновлять значения в полях таблиц

• запросы на удаление и добавление записей- удалять и добавлять записи в таблицах.

Запросы часто используются в качестве источника для создания форм и отчетов.

Формы - это объекты, с помощью которых в базу вводят новые данные или просматривают имеющиеся. Для создания формы используются различные элементы: текст, рисунки, диаграммы, линии, цвет, шрифты.

Отчеты - это формы "наоборот". С их помощью данные выдают на принтер в удобном и наглядном виде. Обладают большими возможностями в изображении и группировании данных. Элементами отчета являются: тексты, данные, рисунки, рамки и диаграммы.

Макросы - это макрокоманды. Если какие-то операции с базой производятся особенно часто, имеет смысл сгруппировать несколько команд в один макрос и назначить его выделенной комбинации клавиш.

Модули - это программные процедуры, написанные на языке Visual Basic. Если стандартных средств Access не хватает для удовлетворения требований заказчика, программист может расширить возможности системы, написав для этого необходимые модули или использовав готовые.

Некоторые элементы БД.

Запись – аналог строки в таблице, является стандартным блоком для хранения данных в таблице.

Поле – колонка таблицы, определяет ряд свойств и возможностей в БД.

Ключевое поле – поле, значения которого служат для однозначного определения записи в таблице.

Ключ – одно или несколько ключевых полей, позволяющих идентифицировать записи таблицы или организовать связи между таблицами.

Счетчик – поле содержащее номера записей в таблице.

Индекс – средство автоматической сортировки записей в таблице по значению индексированного поля. Существуют два вида индекса:

• допускающих повторении значений поля

• не допускающих повторении значений поля

Структура таблицы БД – это порядок расположения полей записи с указанием имени, типа и размера.

РЕЖИМЫ РАБОТЫ С ACCESS

Режим работы с базой выбираются с помощью командных кнопок: Открыть, Конструктор, Создать.

- Кнопка Открыть открывает избранный объект. Если это таблица, то ее можно просмотреть, внести новые записи или изменить те, что были внесены ранее.

- Кнопка Конструктор тоже открывает избранный объект, но по другому. Она открывает его структуру и позволяет править не содержимое, а устройство. Если это таблица, в нее можно вводить новые поля или изменять свойства существующих полей. Если это форма, в ней можно изменять или создавать элементы управления. Очевидно, что этот режим служит не для пользователей базы, а для ее разработчиков.

- Действие командной кнопки Создать соответствует ее названию. Она служит для создания новых объектов. Этот элемент управления тоже предназначен для проектировщиков базы. Таблицы, запросы, формы и отчеты можно создавать несколькими разными способами: автоматически, вручную или с помощью Мастера.